HỆ THỐNG CẤP KHÍ ĐỐT TRUNG TÂM TRONG NHÀ Ở – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ GAS SUPPLY - INTERNAL SYSTEM IN DOMESTIC- DESIGN STANDARD

TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM TCXDVN 377: 2006 Biên soạn lần:1 HỆ THỐNG CẤP KHÍ ĐỐT TRUNG TÂM TRONG NHÀ Ở – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ GAS SUPPLY - INTERNAL SYSTEM IN DOMESTIC- DESIGN STANDARD Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế hệ thống cấp khí đốt trung tâm phục vụ nhu cầu sinh hoạt dân dụng nhà chung cư, chung cư hỗn hợp nhà – văn phòng, nhà – chức khác 1.2 Tiêu chuẩn không áp dụng: - Cho hệ thống cấp khí đốt đơn lẻ tích bồn chứa nhỏ 0,45 m ; - Cho hệ thống cấp khí đốt nhà cơng nghiệp, xưởng san, nạp khí đốt, khí hố lỏng - Cho hệ thống đường ống dẫn khí đốt, khí hố lỏng ngồi phạm vi nhà Chú thích: Khi thiết kế hệ thống cấp khí đốt nhà ở, việc áp dụng qui định tiêu chuẩn cần tham khảo thêm qui chuẩn, tiêu chuẩn hành có liên quan - Tài liệu viện dẫn TCVN 7441: 2004 Hệ thống cung cấp khí dầu mỏ hoá lỏng (LPG) nơi tiêu thụ – Yêu cầu thiết kế, lắp đặt vận hành TCVN 5066 :1990 Đường ống dẫn khí đốt, dầu mỏ, sản phẩm dầu mỏ đặt ngầm đất - Yêu cầu chung thiết kế chống ăn mòn TVCN 6486 : 1999 Khí đốt hố lỏng (LPG) Tồn chứa áp suất, vị trí, thiết kế dung lượng lắp đặt TCVN 6153 : 1996 Bình chịu áp lực yêu cầu kỹ thuật an toàn thiết kế, kết cấu, chế tạo TCVN 6008 : 1995 Thiết bị áp lực - Mối hàn - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp kiểm tra TCVN 4879 : 1989 (ISO 6309.87) Phòng cháy, dấu hiệu an toàn TCVN 3255:1986 An toàn nổ, yêu cầu chung TCVN 2622 : 1995 – Phòng cháy chữa cháy cho nhà cơng trình TCVN 4756 – 89 Qui phạm nối đất nối không thiết bị điện 3.Thuật ngữ - định nghĩa 3.1 Hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà Là hệ thống mạng lưới đường ống lắp đặt nhà để dẫn khí đốt từ nguồn cung cấp trung tâm (từ mạng lưới cấp khí đốt chung ngồi nhà hay từ trạm cung cấp đặt nhà) tới thiết bị sử dụng đặt hộ gia đình Hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà bao gồm: Mạng lưới đường ống dẫn chính, ống đứng, ống nhánh, ống phân phối đến thiết bị sử dụng (bếp đun, lò nướng, thiết bị đun nước …), phụ kiện đường ống loại van khố, van an tồn, thiết bị đo, kiểm phụ kiện khác Khi sử dụng khí đốt hố lỏng, nguồn cung cấp trung tâm đặt ngồi nhà cịn có: Trạm cấp, bồn chứa, thiết bị hoá đường ống dẫn phía ngồi từ bồn chứa vào nhà 3.2 Phụ kiện hệ thống cấp khí đốt Là tất chi tiết, thiết bị có phận tiếp xúc trực tiếp với khí đốt kết nối thành phận mạng lưới đường ống dẫn khí đốt loại van, thiết bị đo, kiểm… 3.3 Khí đốt Là thuật ngữ chung để gọi loại hydrocacbon có cơng thức hố học C nH2n+2 thể khí điều kiện nhiệt độ áp suất phịng (20 0C atmotphe) Khí hydrocacbon dùng làm nhiên liệu đốt thiết bị dân dụng thường có thêm chất tạo mùi đặc trưng để dễ phát khí đốt phát tán khơng khí xì, hở 3.4 Khí hố lỏng hay khí dầu mỏ hố lỏng (LPG) Là thuật ngữ để gọi loại khí đốt khai thác từ mỏ dầu, mỏ khí sản phẩm dầu mỏ Trong điều kiện bình thường (nhiệt độ phịng áp suất khí quyển) thể khí dễ dàng chuyển sang thể lỏng bị nén nhiệt độ Khí hố lỏng dùng dân dụng Việt Nam loại khí hoá lỏng thương mại, thành phần chủ yếu hỗn hợp khí Propan (C 3H8) butan (C 4H10) 3.5 Thiết bị sử dụng khí đốt (gọi tắt thiết bị sử dụng) Là thuật ngữ chung tất dạng thiết bị dân dụng dùng để đốt cháy khí đốt như: Bếp nấu, lị nướng, thiết bị đun nước nóng 3.6 Thiết bị hố Là thiết bị chun dụng, dùng để chuyển đổi khí hố lỏng thành để cấp cho hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà Thiết bị hoá cưỡng bức: Sự hoá thiết bị cấp nhiệt cưỡng từ nguồn nhiệt nhân tạo (Đốt nóng lửa trực tiếp, nước, nước nóng, khí nóng hay điện năng); Thiết bị hoá tự nhiên: Sự hố thiết bị xảy tự nhiên khơng cần nguồn nhiệt nhân tạo (không cấp nhiệt cưỡng bức) 3.7 Bồn chứa khí hố lỏng Là loại bồn chun dụng, chế tạo đặc biệt dành riêng để tồn chứa khí hố lỏng có dung tích chứa lớn 0,45 m 3.8 Bồn chứa đặt Khi đáy bồn đặt mặt đất cao bồn không bao phủ đất cát 3.9 Bồn chứa đặt chìm Bồn đặt ngầm đất hay phủ hồn tồn đất cát có chiều sâu tính từ mặt đất (mặt lớp đất phủ) đến đỉnh bồn không nhỏ 0,2 m lớp đất bao phủ quanh bồn dày m 3.10 Bồn chứa nửa nửa chìm Bồn đặt nửa nửa chìm hay đặt bao phủ phần cát đất có độ dày lớp phủ khơng q 0,2m 3.11 Trạm cấp khí đốt Nơi đặt bồn chứa khí hố lỏng ngồi nhà để cung cấp khí đốt cho hệ thống cấp trung tâm nhà bao quanh hàng rào bảo vệ hay tường xây lửng 3.12 Van ngắt khẩn cấp Van có cấu đóng nhanh tay tự động hay kết hợp tự động - tay để ngắt nguồn cung cấp khí đốt trường hợp khẩn cấp 3.13 Thiết bị điều áp Thiết bị làm giảm áp suất khí đốt hệ thống từ áp suất cao xuống áp suất thấp theo yêu cầu 3.14 Van điều tiết lưu lượng Van dùng để làm giảm ngắt dòng chất lỏng lưu lượng dòng vượt định mức cho phép 3.15 Van xả khí: Van dùng để mở cho chất khí khỏi hệ thống cần thiết 3.16 Áp suất làm việc Là áp suất khí đốt hệ thống lớn phép làm việc lâu dài theo thiết kế Chú thích: Áp suất khí đốt hệ thống hiểu áp suất dư (phần áp suất lớn áp suất khí đo Manomet) 3.17 3.18 Áp suất định mức thiết bị Áp suất cho phép làm việc lớn theo thiết kế nhà chế tạo ghi hồ sơ kỹ thuật thiết bị Hệ thống thấp áp Là hệ thống cấp khí đốt có áp suất làm việc khơng lớn 0,005 Mpa (0,05 KG/cm 2) Áp suất tĩnh môi trường Là áp suất cột khơng khí mơi trường tạo ra, phụ thuộc vào nhiệt độ, gia tốc trọng trường độ cao cột khơng khí 3.20 Dung tích chứa thực Là thể tích phần rỗng chứa nước bồn chứa 3.21 Dung tích chứa cho phép Là thể tích khí hố lỏng tối đa phép chứa bồn 85% dung tích chứa thực bồn chứa 3.22 Nhu cầu sử dụng khí đốt nhà Lượng khí đốt cần thiết (kg/h) để đảm bảo đủ lượng nhiệt phục vụ việc nấu ăn, sinh hoạt dân dụng nhà Đại lượng phụ thuộc vào số lượng người (số hộ gia đình) sống nhà mức độ tiêu thụ lượng đầu người (hộ gia đình), thường đo kg/h 3.23 Lưu lượng khí đốt hệ thống Là lưu lượng tính tốn hệ thống đường ống dẫn nhà để đảm bảo đủ lượng khí đốt cho thiết bị sử dụng đặt nhà làm việc đồng thời, đơn vị đo m 3/h (m 3/s) Đại lượng phụ thuộc lớn vào số lượng, khả làm việc đồng thời thiết bị sử dụng đặt nhà phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất dịng khí đốt chuyển động mạng đường ống dẫn 3.25 Hệ thống tiếp địa san Là mạng lưới dây tiếp địa song song kết nối với hệ thống mạng lưới ống dẫn khí đốt nhà để hạn chế dòng điện chạy qua ống dẫn khí đốt có cố điện xảy nhà để đảm bảo không xảy chập điện gây cháy nổ 3.26 Người thiết kế Là tổ chức, cá nhân có tư cách pháp nhân hành nghề thiết kế quan có thẩm quyền cho phép thiết kế hệ thống cấp khí đốt 3.19 Qui định chung 4.1 Yêu cầu chung Tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà Điều kiện lắp đặt mạng lưới đường ống dẫn, phụ kiện đường ống, thiết bị sử dụng nhà cụ thể cần tuân theo tiêu chuẩn qui chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế khác tồ nhà đó, đặc biệt yêu cầu để đảm bảo sử dụng an toàn, phịng chống cháy nổ xì, hở, vận hành hệ thống sử dụng khí đốt 4.2 Trách nhiệm bắt buộc người có liên quan tới thiết kế hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà Người thiết kế phải chịu trách nhiệm việc qui định phương pháp vật liệu làm kín khít, chọn vật liệu làm ống dẫn, phụ kiện hệ thống vị trí lắp đặt kích thước, chủng loại dụng cụ đo, kiểm, thiết bị bảo vệ giải pháp đảm bảo an tồn cho hệ thống, sử dụng khí đốt phù hợp với tiêu chuẩn Ngồi cịn chịu trách nhiệm xem xét thoả thuận đề nghị thay đổi thiết kế lắp đặt hệ thống 4.3 Khi thiết kế hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà ở, việc phải tuân thủ theo tiêu chuẩn phải tuân thủ theo: Thiết kế chống ăn mòn đường ống theo Điều 3.3; 3.4 mục tiêu chuẩn: TCVN 5066 : 1990 Thiết kế hệ thống đường ống thiết bị đường ống theo điều 4.2.7 tiêu chuẩn: TCVN 7441: 2004 Thiết kế đảm bảo điều kiện phòng chống cháy nổ theo TCVN 2622 : 1995, TCVN 6486: 1999, TCVN 1977: 1993 Tất phụ kiện hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà ở, trạm cấp khí hố lỏng van an tồn, van khố, thiết bị sử dụng, dụng cụ đo, kiểm, đầu cảm biến nhiệt độ, cảm biến nồng độ khí đốt… phải thiết bị thiết kế, chế tạo chuyên dùng cho khí đốt, phải phù hợp với tiêu chuẩn này, qui định nhà chế tạo, quan đăng kiểm , mục đích sử dụng tiêu chuẩn chuyên biệt có 4.4 4.5 Áp suất làm việc hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà không vượt 0,003 MPa (0,03 kG/ cm 2) Tính tốn lưu lượng 5.1 Nhu cầu sử dụng khí đốt nhà Nhu cầu sử dụng khí đốt xác định theo lượng tiêu thụ khí hố lỏng trung bình hộ gia đình tháng, kg/hộ.tháng, theo cơng thức: Gn = Gh Nh (kg/tháng) (1) Trong đó: - Gn - Nhu cầu sử dụng khí hố lỏng nhà tháng, kg/tháng; - Nh- Số hộ sử dụng khí hố lỏng nhà; - Gh – Lượng tiêu thụ khí hố lỏng trung bình hộ gia đình tháng, kg/hộ, tháng Chú thích: Hiện Việt Nam chưa có định mức tiêu thụ khí hố lỏng cho hộ gia đình nên thiết kế cần nghiên cứu thống kê lượng tiêu thụ khí hố lỏng trung bình hộ gia đình tháng loại cơng trình cụ thể qua tính nhu cầu sử dụng khí hố lỏng nhà tạm thời sử dụng định mức 15kg/hộ tháng định mức thiết kế số chung cư Việt Nam 5.2 Dung tích chứa trạm cung cấp khí hoá lỏng cho hệ thống nhà Dung tích chứa, kg, cần có trạm cấp xác định theo công thức sau: Gt = Gn (T +t)/ 30 (kg) (2) Trong đó: - T - Khoảng thời gian hai lần nhập khí hố lỏng vào trạm, (ngày); Khoảng thời gian hai lần nạp không nên lấy nhỏ 15 ngày lớn 30 ngày (Một tháng nạp từ 01 đến 02 lần) ; t - Thời gian dự phịng khơng nhập khí hố lỏng kịp thời, (ngày) Thời gian dự phòng nên lấy từ đến ngày 5.3 Số lượng bồn chứa khí hố lỏng trạm cấp khí đốt Số lượng bồn (N) của trạm cung cấp khí đốt xác định theo công thức: N = Gt υk/ Vcp (3) Trong đó: - Vcp– Dung tích chứa cho phép bồn chứa phụ thuộc vào cách đặt bồn chứa (chìm hay nổi), đo m ; - υk - Thể tích riêng khí đốt hố lỏng áp suất làm việc bồn chứa (bar) nhiệt độ trung bình tháng nóng năm ( 0C) 5.4 Lưu lượng khí đốt hệ thống cấp khí đốt nhà Lưu lượng khí đốt, W (m 3/h), hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà xác định theo công thức: W m = ∑K dt qtb ni i =1 (4) Trong đó: - qtb – Định mức tiêu thụ khí đốt thiết bị sử dụng (m 3/h), lấy theo hồ sơ kỹ thuật nhà chế tạo theo đặc tính kỹ thuật thiết bị; - 5.5 ni – Số lượng thiết bị loại ; m - Số lượng chủng loại thiết bị ; Kđm - Hệ số hoạt động đồng thời thiết bị sử dụng khí đốt ( tham khảo Phụ lục C) Cho phép xác định lưu lượng hệ thống theo số hộ gia đình sử dụng khí đốt nhà chung cư ( tham khảo phụ lục F) Mạng lưới đường ống dẫn nhà 6.1 Yêu cầu chung Mạng lưới đường ống dẫn khí đốt nhà mạng ống cụt Khơng thiết kế mạng đường ống vịng, mạng có hai đường ống song song thực chức 6.2 Yêu cầu vật liệu chế tạo ống dẫn khí đốt nhà Ống dẫn khí đốt nhà phải loại ống thoả mãn điều kiện: a) 6.3 Ống thép: Phải có tính hàn, rèn tốt, có độ dày thành ống tối thiểu 2mm có giới hạn hàm lượng chất hoá học: Cácbon - C ≤ 0,25 %, Lưu huỳnh S ≤ 0,056 %, Phốtpho - P ≤ 0,46 % b) Cho phép sử dụng ống làm vật liệu khác làm ống dẫn khí đốt nhà không thấp theo tiêu chuẩn EU, Anh, cụ thể: Các ống đồng theo tiêu chuẩn BS EN 1057; Gang dẻo theo tiêu chuẩn BS 143 Bs 1256; Các loại ống nhựa (PE) phụ kiện nhựa theo tiêu chuẩn BS 5114 tiêu chuẩn BS 7336 c) Cho phép sử dụng ống cao su chuyên dụng chịu áp lực để nối thiết bị đặt không cố định bếp đun, thiết bị đun nước nóng… vào hệ thống chung Phương thức nối đường ống dẫn Các mối nối ống phải hàn mối hàn ống phải tuân thủ theo qui định TCVN 6008 :1995 Chỉ cho phép nối ren, nối mặt bích vị trí đặt phụ kiện hệ thống nối loại van, thiết bị đo, kiểm thiết bị sử dụng khí đốt 6.4 Các chi tiết lắp xiết Thiết kế chi tiết lắp xiết, mặt bích nối phải tuân thủ theo Điều 5.4 tiêu chuẩn TCVN 6153 :1996 6.5 Thiết kế ống dẫn khí đốt chung với loại ống khác giá đỡ Khi đặt đường ống dẫn khí đốt giá đỡ chung với loại đường ống dẫn khác cần đặt đường ống dẫn khí đốt cao khoảng cách đủ lớn để dễ dàng cho việc kiểm tra, sửa chữa thay 6.6 Khơng thiết kế đường ống dẫn khí đốt phịng có khả gây cháy, nổ loại A B theo TCVN 2622 : 1995, vùng có khả nguy hiểm nổ tất loại phòng, tầng hầm trạm điện, gian máy, phịng có khả gây ăn mịn cao (nhà tắm, khu vệ sinh ) không đặt đường ống dẫn xun qua kênh, hầm thơng gió… Cho phép thiết kế đường ống nhánh dẫn khí đốt thấp áp qua phịng khơng thể có giải pháp khác, không đặt loại thiết bị, phụ kiện hệ thống đoạn ống phịng Khơng cho phép thiết kế trục ống đứng, đường ống dẫn qua phịng ngủ, phịng vệ sinh, phòng tắm, phòng chứa rác thải sinh hoạt Trục ống đứng nên đặt qua phòng bếp, cầu thang, hành lang hay bên nhà điều kiện cho phép Đường ống dẫn khí đốt nhà cần đặt hở, đặt hở, cần thiết kế máng đặt ống có lưới đậy tháo, lắp dễ dàng; không gian máng phải đủ lớn để dễ kiểm tra máng phải thiết kế có cửa thơng gió tự nhiên Khi đường ống nhà đặt ngầm nên sử dụng loại ống làm thép không gỉ 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 Giá đỡ ống Trong nhà ở, đường ống dẫn đặt cố định tường, sàn trần giá đỡ (giá treo) có khoảng cách gữa giá đỡ sau sau: 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 Không 2,5 m đường ống dẫn có đường kính đến 25 mm; Khơng q 3,5 m đường ống dẫn có đường kính 25 mm; Khơng q m đường ống dẫn có đường kính 50 mm Khi đường ống dẫn xuyên qua sàn, móng nhà phải đặt ống lồng Khoảng cách từ mặt đường ống dẫn tới mặt ống lồng phải thoả mãn điều kiện sau: Không nhỏ mm loại ống dẫn có đường kính ngồi ф n ≤ 32 mm; Không nhỏ 10 mm loại ống dẫn có ф n > 32 mm Ống lồng ống thép, ống chất dẻo Đường ống phân phối khí đốt tới trục ống đứng nhà nên thiết kế treo giá treo trần tầng (tầng trệt) cách trần nhà từ 15 mm đến 20 mm Đường ống dẫn khí hố lỏng bão hồ cần thiết kế độ dốc khơng nhỏ 0,003 phía thiết bị tiêu thụ Đường ống dẫn khí đốt từ trạm cấp bên ngồi vào nhà đặt ngầm, đặt mặt đất, đặt cao phải đảm bảo không bị va đập học hình thức Khi đoạn đường ống dẫn dài 50m đặt mơi trường phát sinh giãn nở đường ống theo chiều dài, phải thiết kế cấu bù dãn nở có dạng Ω hay hình chữ Π (Hình 1) Không cho phép thiết kế cấu bù giãn nở kiểu ống lồng ống 6.18 6.19 6.20 6.21 6.22 6.23 Kích thước cấu bù, phương pháp bù giãn nở phải thiết kế đảm bảo có giãn nở không gây tác hại cho hệ thống (cong, vênh ống, phá huỷ phụ kiện) Van khoá phải đặt vị trí sau: Để khố cho trục ống đứng cung cấp khí đốt cho nhà có tầng; Trước đồng hồ đo lưu lượng (nếu khơng thể khố van khố ống nhánh, ống phân phối); Trước thiết bị tiêu thụ khí đốt; Trên đoạn ống nhánh; Trước thiết bị đo kiểm (nếu có) Trên đường ống dẫn khí đốt vào nhà phải có van ngắt khẩn cấp đặt phía ngồi nhà (sau thiết bị hoá hệ thống sử dụng khí đốt hố lỏng) độ cao khơng 1,2 m phải vị trí dễ nhận biết thuận lợi thao tác đóng, mở van Tại điểm đầu cuối trục ống đứng cần thiết kế đoạn ống chờ có van khố để lắp thiết bị kiểm tra cần phải có van xả khí, xả cặn Tại khu vực hệ thống ống dẫn hình thành túi khí cục (ống cụt, đỉnh hệ thống…) cần thiết kế đặt van xả khí Yêu cầu màu sắc lớp sơn ngồi ống dẫn khí đốt Tồn hệ thống cần sơn phủ lớp sơn màu vàng Thiết bị sử dụng khí đốt 7.1 Yêu cầu khơng gian lắp đặt thiết bị sử dụng Phịng đặt bếp sử dụng khí đốt nhà cần có cửa khói, cửa sổ cấp khơng khí diện tích tối thiểu 0,02 m nằm thấp cửa thoát khói Phịng bếp cần chiếu sáng tự nhiên chiều cao phịng khơng nhỏ 2.0m Thể tích phịng cần thoả mãn điều kiện sau để đảm bảo đủ khơng khí cho q trình cháy tự nhiên: - Phịng đặt bếp đơi: 8m 3; Phịng đặt bếp ba : 12m 3; Phòng đặt bếp bốn: 15m Cho phép đặt bếp phịng có chiều cao thấp m thể tích phịng phải lớn 1,25 lần thể tích ghi khoảng trống trước bếp đun đến kết cấu cố định đối diện với bếp không nhỏ 1m Khuyến cáo Không nên đặt thiết bị sử dụng khí hố lỏng tầng hầm nhà chung cư, phịng thường tập trung đơng người 7.2 Yêu cầu số lượng thiết bị sử dụng đặt phòng Cho phép đặt đồng thời phòng nhiều loại thiết bị sử dụng khác (thiết bị đun nước nóng dân dụng, bếp đun) đảm bảo theo điều kiện nêu Điều 7.1 tiêu chuẩn Trạm cung cấp khí hố lỏng cho hệ thống cấp khí đốt nhà 8.1 u cầu chung Khi thiết kế trạm cấp khí hố lỏng cho nhà phải tuân thủ qui định tiêu chuẩn TCVN 7441: 2004 yêu cầu sau: - Trạm cấp khí hố lỏng phải có hàng rào, tường bảo vệ có chiều cao khơng thấp 1,6 m làm vật liệu chống cháy Khoảng cách từ mép bồn chứa tới hàng rào bao quanh không nhỏ 1m; Trạm cấp khí hố lỏng phải đặt vị trí có đường giao thơng thuận tiện cho xe bồn, xe chữa cháy ra, vào trạm cần; Bồn chứa khí hố lỏng đặt chìm hay đặt mặt đất Không cho phép đặt bồn chứa nhà có tường bao kín (trong phịng) Bồn chế tạo chun để đặt chìm khơng cho phép đặt hay nửa nửa chìm; Dung tích chứa cho phép (V) tối đa bồn chứa: Khi đặt chìm V ≤ 50 m 3; Khi đặt mặt đất V≤ m Bồn chứa khí hố lỏng cần đặt có độ dốc 0,002- 0,003 hướng cửa cấp khí hố lỏng đến thiết bị hố hơi; Bồn chứa đặt phải có gối đỡ giàn thao tác cố định làm vật liệu chống cháy (xây gạch, bê tông hay thép); Khoảng cách từ mép bồn chứa tới cơng trình xây dựng cần thoả mãn điều kiện Điều 4.1.1.3 tiêu chuẩn TCVN 7441 : 2004 điều kiện ghi bảng 2: Bảng - Khoảng cách từ bồn chứa tới công trình xung quanh Loại cơng trình Khoảng cách (m) từ mép bồn chứa Đặt Chơn chìm đất Tổng dung tích trạm chứa khí hố lỏng (m 3) đến 10 100 Cơng trình cơng cộng Nhà có cửa nhìn trạm Khơng có cửa nhìn trạm Cơng trình cơng nghiệp 8.2 8.3 8.3.1 u cầu bồn chứa khí hố lỏng Bồn chứa khí hố lỏng thiết kế, chế tạo, trang bị phụ kiện kèm theo vận hành, sử dụng theo tiêu chuẩn TVCN 6153 : 1996, TVCN 6486 : 1999, TVCN 6008 : 1995 Điều 4.2.3 tiêu chuẩn: TCVN 7441: 2004 Yêu cầu thiết bị hoá Thiết kế lắp đặt thiết bị hoá phải tuân thủ theo Điều 4.2.5 tiêu chuẩn TCVN 7441: 2004 qui định đây: Thiết bị hoá cưỡng sử dụng q trình hố tự nhiên khơng đủ cung cấp lượng khí đốt theo u cầu lượng khí đốt cần cấp yêu cầu có mật độ hay lưu lượng khơng đổi theo thời gian 100÷200 40 40 40 35 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5 8.3.6 8.3.7 8.3.8 8.3.9 8.4 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 Thiết bị hố phải có phụ kiện: Thiết bị khống chế lưu lượng, ấp suất, nhiệt độ, thiết bị bảo vệ khơng cho khí đốt thể lỏng chảy vào ống dẫn pha Trong thiết bị hoá cưỡng đốt điện trở phải có thiết bị tự động khống chế nhiệt độ, dòng điện đảm bảo khơng có cố cháy nổ chập, cháy điện Thiết bị hố đặt hở ngồi trời khơng cần mái che hay phịng theo điều kiện sau: Thiết bị có cơng suất hố đến 200kg/h không cấp nhiệt trực tiếp từ lửa, cho phép đặt trực tiếp bồn chứa hay phạm vi trạm cấp khí hố lỏng cách bồn chứa tối thiểu m Thiết bị có cơng suất hố lớn 200kg/h cần đặt phía ngồi trạm cấp khí hố lỏng phải cách tường (rào) trạm cấp tối thiểu 10 m cách nhà m Khi đặt ngồi trời khơng có mái che, thiết bị hoá cần bọc cách nhiệt đặt cách tối thiểu m có nhiều thiết bị hố đặt Cơng suất thiết bị hoá xác định theo lưu lượng hệ thống Cho phép thiết kế đặt bồn chứa khí hố lỏng dự trữ sau thiết bị hố để cấp khí đốt có nhu cầu sử dụng thấp cấp bù lượng khí đốt cao điểm (giờ có nhu cầu sử dụng cực đại) để giảm cơng suất thiết bị hố Bồn chứa điều tiết phải thiết kế chế tạo theo tiêu chuẩn kỹ thuật bồn chứa khí đốt khác Số lượng thiết bị hoá thiết kế tuỳ theo nhu cầu sử dụng chủng loại thiết bị hố Số lượng thiết bị hố tính theo số lượng thiết bị sử dụng tham khảo phụ lục D Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn Bồn đặt cần bảo vệ chống dòng nhiệt xạ mặt trời chiếu trực tiếp lên bồn (đặt mái che hay sơn màu sáng) Bồn đặt phải bảo vệ chống ăn mịn mơi trường khơng khí mạ, sơn chống rỉ, sơn chống rỉ phải sơn tối thiểu hai lớp Bồn đặt chìm cần bảo vệ chống ăn mòn theo Điều 4.2.3.4 tiêu chuẩn TCVN 7441 : 2004 Bồn đặt chìm, nửa nửa chìm cần bảo vệ chống ngập nước Tính tốn mạng lưới cấp khí đốt trung tâm nhà 9.1 Yêu cầu chung Lưu lượng khí đốt xác định theo số lượng thiết bị sử dụng hay theo nhu cầu sử dụng khí đốt nhà khả làm việc không đồng thời thiết bị sử dụng nhu cầu sử dụng không ngày Phải đảm bảo đủ lưu lượng khí đốt theo yêu cầu sử dụng lớn (trong cao điểm) 9.2 Xác định đường kính ống dẫn Đường kính ống cấp khí đốt nhà cần thiết kế để tổn thất áp suất hệ thống cho phép lớn hệ thống làm việc tin cậy, ổn định Đường kính ống dẫn (d t), cm, chọn sơ theo công thức: d t = 0,036238 W ( 273 + t ) P m v (5) Trong đó: - W - Lưu lượng khí đốt, m 3/h, nhiệt độ t0 = 00C áp suất p = 101,32 KPa t – Nhiệt độ khí đốt điều kiện tính tốn, 0C Pm- Áp suất tuyệt đối trung bình khí đốt đoạn ống cần tính Pm = 0,5.(P đầu + Pcuối ) (Pa) (6) - v – Vận tốc dịng khí đường ống, m/s Đường kính ống thực mạng lưới đường ống dẫn chọn theo tính tốn thuỷ lực hệ thống (Tính tốn thuỷ lực hệ thống cấp khí đốt hạ áp tham khảo phụ lục F) 9.3 Tổn thất áp suất đường ống dẫn 9.3.1 Tổng tổn thất áp suất hệ thống thấp áp nhà (tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài đoạn ống tổn thất áp suất cục bộ) tính từ van ngắt khẩn cấp đặt ngồi nhà (sau thiết bị hố hơi) đến thiết bị sử dụng xa cao không vượt q 60 Pa hay tính theo điều kiện đảm bảo áp suất khí đốt ống trước thiết bị sử dụng xa cao 0,7 áp suất định mức thiết bị sử dụng 9.3.2 Tổn thất áp suất mạng lưới đường ống dẫn khí đốt nhà cần tính thêm ảnh hưởng áp suất tĩnh mơi trường khơng khí theo cơng thức (pa): ∆p = ± gh(ρ k - ρ) (7) Trong đó: - 9.3.3 9.3.4 g – Gia tốc trọng trường (g = 9,81m/s 2); h – Chênh lệch độ cao tuyệt đối điểm đầu điểm cuối đoạn ống dẫn cần tính, (m); ρ k – Khối lượng riêng (mật độ) khơng khí nhiệt độ tính tốn, 0C, áp suất 101,32 Kpa, (kg/m 3) ρ - Khối lượng riêng khí đốt nhiệt độ tính tốn, 0C, áp suất 101,32 Kpa, (kg/m 3) ∆p có giá trị dương điểm cuối cao đoạn đầu đoạn ống tính tốn có giá trị âm điều kiện ngược lại Cho phép tính tổn thất áp suất cục theo tỷ lệ phần trăm tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài đoạn ống đó, cụ thể: Đoạn ống đến chân trục ống đứng : 25 %; Trên trục ống đứng : 20 % Khi đường ống phân phối dài từ m đến m : 450% Khi đường ống phân phối dài từ m đến m : 300% Khi đường ống phân phối dài từ m đến m : 120% Khi đường ống phân phối dài từ m đến 12 m : 50% Vận tốc chuyển động khí đốt đường ống dẫn Vận tốc chuyển động dòng khí đốt ống khơng nên vượt q m/s để giảm độ ồn sinh dịng khí chuyển động ống 10 Trang bị đo kiểm tự động 10.1 Yêu cầu chung - Số lượng, chủng loại phương pháp lắp đặt thiết bị đảm bảo an toàn, đo, kiểm, đồng hồ đo áp suất tuân thủ theo TCVN 6153 :1996 TCVN 7441 : 2004 - Trong trạm chứa khí hố lỏng u cầu phải có hệ thống tự động điều khiển lưu lượng hơi, áp suất hệ thống, bồn chứa hệ thống chữa cháy tự động để đảm bảo an toàn 10.2 Van an toàn Thiết kế van an toàn tuân thủ theo Điều 8.3 TCVN 6153 :1996 TCVN 7441 : 2004 theo điều kiện sau: Van an toàn kiểu lị xo cần có cấu để mở van cưỡng cần thiết (khi đặt hệ thống hạ áp - áp suất làm việc định mức không 0,005 Mpa – cho phép khơng có cấu mở cưỡng bức) Van an toàn phải đảm bảo bắt đầu làm việc (mở cửa xả) áp suất hệ thống vượt 15% áp suất làm việc Miệng ống xả từ van an tồn, van xả khí cần đặt ngồi nhà để đảm bảo khơng xả khí đốt vào nhà điều kiện 10.3 Áp kế Trang bị áp kế tuân thủ theo Điều 8.2 TCVN 6153 : 1996 10.4 Cấp xác thiết bị đo Cấp xác tất thiết bị đo, kiểm không nhỏ 2,5 10.5 Hệ thống tự động điều khiển - Yêu cầu phải có hệ thống tự động điều khiển lưu lượng khí đốt để đảm bảo đủ lượng khí đốt cho hệ thống đảm bảo an tồn cho thiết bị hố - Cho phép sử dụng hệ thống tự động điều khiển áp suất trung tâm cho hệ thống hay điều khiển cục thiết bị riêng biệt - Điều khiển áp suất thiết bị điều áp kiểu khí, điện tử 11 Phịng chống cháy nổ 11.1 Phòng chống cháy, nổ Phòng chống cháy nổ cho hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà cần tuân thủ theo Điều 9.22 TCVN 2622 : 1995 11.2 Tiếp địa an toàn điện Toàn hệ thống đường ống cấp khí đốt nhà phải thiết kế nối tiếp địa san cho tuyến ống chính, ống nhánh, ống phân phối Hệ thống tự động cảnh báo nồng độ chất hydrocacbon Khi điều kiện cho phép thiết kế hệ thống tự động cảnh báo nồng độ chất hydrocacbon khơng khí, đầu cảm biến chất khí có khối lượng riêng nhỏ khối lượng riêng không khí nhiệt độ cần đặt khơng vượt q mặt thiết bị sử dụng độ cao tối thiểu 20 cm tính từ mặt sàn nhà Vị trí đặt cần chọn nơi có khả tích tụ khí đốt nhiều Cho phép sử dụng hệ thống tự động cảnh báo trung tâm gồm hệ thống tự động cảnh báo nồng độ trạm cấp khí hố lỏng ngồi nhà PHỤ LỤC A 11.3 11.3.1 11.3.2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA MỘT SỐ HYDROCACBON Số TT Tên gọi Cơng thức hố học Phân tử lượng kg/mol Thể tích 0C, 101,3 Kpa m3/kmol Khối lượng riêng 0C, 101,3 Kpa kg/m Tỷ lệ mật độ so với khơng khí Axêtilen C2H2 26,038 22,4 1,1707 0,9673 Mêtan CH4 16,043 22,38 0,7168 0,5545 Êtan C2H6 30,07 22,18 1,3566 1,049 Propan C3H8 44,097 21,84 2,019 1,562 ISO-Butan C4H10 58,124 21,5 2,703 2,091 Butan C4H10 58,124 21,78 2,668 2,064 Pentan C5H12 72,151 - 3,221 2,491 PHỤ LỤC B (tham khảo) NHIỆT TRỊ CỦA CÁC CHẤT KHÍ NGUYÊN CHẤT Số TT Loại khí nguyên chất Nhiệt trị chất khí Mức cao Mức thấp KJ/kmol Mức cao Mức thấp KJ/kg Mức cao Mức thấp KJ/m (00C, 101,3 Kpa) Axêtilen 1308560 1264600 50240 48570 58910 56900 Mêtan 890990 803020 55560 50080 39860 35840 Êtan 1560960 1429020 51920 47520 70420 63730 Propan 2221500 2045600 50370 46390 101740 93370 Iso-Butan 2880400 2660540 49570 45760 133980 123770 Butan 2873580 2653720 49450 45680 131890 121840 Pentan 3549610 3277750 49200 45430 158480 146340 PHỤ LỤC C (tham khảo) HỆ SỐ HOẠT ĐỘNG ĐỒNG THỜI CỦA THIẾT BỊ SỬ DỤNG KĐT Số thiết Hệ số hoạt động đồng thời K đt Số thiết Hệ số hoạt động đồng thời K đt Bị sửdụng Loại bếp đun Loại bếp đun bị sử dụng Loại bếp đun Loại bếp đun 1 15 0,240 0,242 0,650 0,840 20 0,235 0,230 0,450 0,730 30 0,231 0,218 0,350 0,590 40 0,227 0,213 0,290 0,480 50 0,223 0,210 0,280 0,410 60 0,220 0,207 0,280 0,360 70 0,217 0,205 0,265 0,320 80 0,214 0,204 0,258 0,289 90 0,212 0,203 10 0,254 0,263 100 0,210 0,202 > 100 0,205 0,200 Ghi chú: Số liệu theo kinh nghiệm Cộng hoà liên bang Nga PHỤ LỤC D (tham khảo) SỐ LƯỢNG THIẾT BỊ SỬ DỤNG CĨ THỂ ĐƯỢC CẤP TỪ MỘT THIẾT BỊ HỐ HƠI KHÍ HỐ LỎNG CƯỠNG BỨC Số lượng thiết bị phụ thuộc vào nguồn nhiệt cấp cho thiết bị hoá lượng Đốt trực tiếp từ lửa Cấp nhiệt điện trở Cấp nhiệt từ nước Tối ưu Cho phép Tối ưu Cho phép Tối ưu Cho phép 356 240-600 588 410-880 780 550-1250 653 400-1140 857 580-1360 1242 850-2000 773 470-1420 951 620-1610 1412 950-2250 1047 610-1800 1155 730-1980 1794 1250-3080 1988 1050-3820 1710 1060-3060 2911 1790-4600 Ghi chú: Số liệu phụ lục lấy theo kinh nghiệm Cộng hoà liên bang Nga PHỤ LỤC E (tham khảo) HỆ SỐ NHU CẦU SỬ DỤNG KHÔNG ĐỀU TRONG NGÀY KG Số lượng hộ Số nhân hộ (Người) Đến người ≥6 37,144 30,834 24,255 21,556 18,407 21,915 18,349 14,145 12,432 11,613 17,820 14,738 12,222 11,250 10,339 16,430 13,364 11,487 10,638 9,618 15,245 12,388 10,953 10,102 9,172 14,845 11,923 10,508 9,770 8,875 14,200 11,328 10,085 9,388 8,556 13,625 11,005 9,800 9,056 8,153 13,220 10,641 9,545 8,750 8,004 10 12,915 10,382 9,257 8,444 7,813 15 11,695 9,533 8,385 7,781 7,112 20 11,035 9,014 7,863 7,270 6,667 30 10,150 8,265 7,075 6,556 6,093 40 9,380 7,681 6,599 6,071 5,690 50 8,945 7,327 6,319 5,842 5,435 60 8,535 6,993 5,995 5,587 5,223 70 8,110 6,636 5,761 5,382 5,053 80 7,830 6,419 5,599 5,255 4,947 90 7,615 6,228 5,452 5,127 4,841 100 7,455 6,094 5,351 5,025 4,756 400 6,000 4,908 4,388 4,158 3,970 Ghi chú: Số liêu theo kinh nghiệm nước Xã hội chủ nghĩa đông Âu cũ PHỤ LỤC F (tham khảo) Tính tốn thuỷ lực mạng lưới đường ống cấp khí đốt trung tâm nhà I Các công thức Tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài (l), pa, đường ống cấp khí đốt thấp áp xác định theo công thức sau: p 6.1 d − p c = 0,81λ Wρ d l (F.1) Xác định Tiêu chuẩn Reynolds Re = G π ψd (F.2) Trong đó: W o- Lưu lượng thể tích khí đốt, m 3/h, qui điều kiện tiêu chuẩn ( 0C áp suất 101,31Kpa) G- Lưu lượng khối lượng khí đốt, kg/h ψ - Độ nhớt động lực khí đốt, pa/s ρ – Khối lượng riêng khí đốt 0C áp suất 101,31Kpa l - Chiều dài đoạn ống, m Pđ, Pc - áp suất khí đốt điểm đầu điểm cuối đoạn ống, pa Λ – Hệ số tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài đoạn ống, 6.2 Xác định hệ số tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài (ở) (pa/m 2) phụ thuộc vào chế độ chảy dòng khí ống: Ở chế độ chảy tầng Re < 2000 λ= 64 Re (F.3) Ở chế độ chảy chuyển tiếp 2000 < Re < 4000 λ = 0,00253 Re (F.4) Ở chế độ chảy rối Re > 4000  Ke 68  λ = 0,11 +  Re   d , 25 (F.5) 6.3 Xác định tổn thất áp suất cục bộ, ∆P cb, (Pa) Xác định theo hệ số tổn thất áp suất cục (ổ) v2 ∆ p = ∑ξ ρ cb (F.6) Xác định theo độ dài tương đương (l e) , m, (là độ dài đoạn ống có tổn thất ma sát theo chiều dài tổng tổn thất áp suất cục đoạn ống cần tính tốn) v ∆ p =λl ρ d 2 e cb Hay l e = ∑ξ d λ (pa) (F.7) (m) (F.8) Trong đó: - d - Đường kính ống, m - μ - Độ nhớt động học khí đốt, m 2/s - ρ – Khối lượng riêng khí đốt, kg/m 3, điều kiện tính tốn - v – Vận tốc dịng khí, m/s - Ke - Độ nhám qui dẫn ống, m Tính lưu lượng khí đốt theo số hộ gia đình sử dụng khí đốt Lưu lượng tính tốn hệ thống cấp khí đốt trung tâm nhà xác định theo nhiều cách khác tuỳ theo chủng loại cơng trình thực tế, phụ lục giới thiệu thêm cách xác định lưu lượng tính toán (W tt , m3/h) hệ thống theo số hộ gia đình sử dụng khí đốt cơng thức: n W tt = ∑ K g wdm N h (F.9) Trong đó: - n – Số lượng hộ gia đình có số lượng nhân khẩu; - Nh- Số hộ gia đình sử dụng khí đốt (số hộ nhà); - Kg- Hệ số nhu cầu sử dụng khí đốt khơng ngày phụ thuộc số lượng hộ gia đình số nhân hộ (tham khảo phụ lục E) - wđm- Định mức sử dụng khí đốt hộ gia đình (m 3/h) Chú thích: Định mức sử dụng khí đốt hộ gia đình xác định phương pháp thống kê cho loại cơng trình thực tế III Cơng thức thực nghiệm để tính thuỷ lực khơng có tài liệu thực nghiệm để tra cứu (theo tiêu chuẩn SNIP 2.04.08.87* Nga) Tổn thất áp suất mạng đường ống phụ thuộc vào chế độ chuyển động dịng khí đốt ống dẫn đặc trưng tiêu chuẩn đồng dạng Re: Re = 0,0354 W/d μ (F.10) Trong đó: - W - Lưu lượng khí đốt, m 3/h, áp suất 101,32 Kpa nhiệt độ 0C - d - Đường kính ống dẫn, cm - μ - Độ nhớt động học khí đốt, m 2/s, áp suất 101,32 Kpa nhiệt độ 0C Tuỳ theo giá trị Re tổn thất áp suất xác định theo công thức: Khi chảy tầng Re ≤ 2000  ∆p =1,132.10 W µp d4 (F.11) Khi chảy chế độ chuyển tiếp Re = 2000 -:- 4000  ∆p = 0,516 W 2, 333 d 5, 333 µ0 , 333 p (F.12) Khi chảy rối Re > 4000  µd W n ∆p =69 +1922 p  W  d5 d (F.13) Trong đó: - ∆P – Tổng thất áp suất, Pa - P0 - Khối lượng riêng khí đốt, kg/m 3, áp suất 101,32 Kpa, nhiệt độ 0C  - Chiều dài đoạn ống có đường kính khơng đổi, m - - Ke- Độ nhám qui dẫn mặt ống, m, ống thép lấy 0,0001 - W, d, – Tương tự cơng thức F.1 Chiều dài tính toán đường ống  =  e + ∑ξ  d Trong đó: -  e – Chiều dài đường ống đo thưc tế, m, - ∑ξ - Tổng hệ số tổn thất cục đoạn đường ống chiều dài -  e d – Chiều dài tương đương đoạn ống thẳng, m, mà tổn thất áp suất ma sát đoạn ống tổng tổn thất áp suất cục đoạn  ống chiều dài e ξ = Chiều dài tương đương đường ống dẫn khí đốt, m, phụ thuộc vào chế độ chảy ống xác định theo công thức: Khi chảy tầng: d = 5,5.10 −6 W µ (F.15) Khi chảy chế độ chuyển tiếp: d = 12,15 d 1,333 µ 0,333 W 0,333 (F.16) Khi chảy rối: d = d , 25 µd  n 11 +1922  W  d (F.17) Tổn thất áp suất, pa, ống dẫn khí hố lỏng xác định theo cơng thức: λv p ∆p = 50 d (F.18) Trong đó: - λ - Hệ số sức cản thuỷ lực ma sát; - v – Vận tốc chảy trung bình khí hố lỏng, m/s; Hệ số sức cản thuỷ lực xác định theo công thức:  n 68   λ = 0,11 + d R   IV , 25 (F.19) Trình tự tính tốn thuỷ lực mạng lưới đường ống Xác định lưu lượng khí đốt đoạn ống dẫn mạng; Tính đường kính ống dự kiến đoạn hệ thống; Tính tổn thất áp suất cục Khi tính tốn, tổn thất áp lực cục qui độ dài đường ống tương đương - độ dài đường ống có tổn thất áp suất ma sát tổng tổn thất áp suất cục đoạn ống đó; Tính tổn thất áp suất ma sát theo chiều dài đoạn ống; Tính độ dài đoạn ống tổn thất áp suất đó; Tính trị số bù áp suất đoạn ống chênh lệch độ cao (cơng thức 10.1): Tính tổng tổn thất áp suất đoạn ống có tính áp suất bù; Tính tổng tổn thất áp suất mạng (kể tổn thất áp suất thiết bị sử dụng); Cần lưu ý rằng: Hiện nay, Việt Nam chưa có số liệu để tra cứu tính thuỷ lực mạng lưới đường ống dẫn khí đốt nên cần tính cụ thể theo công thức lý thuyết công thức thực nghiệm thường sử dụng nước Kết tính tốn lập thành bảng Bảng mẫu tính thuỷ lực đường ống dẫn khí đốt thấp áp nhà Đoạn ống tính tốn Lưu lượng khí đốt đoạn ống, M3/h Đường Độ dài kính ống dẫn, đoạn ống tính tốn, M mm Tổng hệ số tổn thất áp suất cục đoạn ống tính toán Độ dài Độ dài tương đương tổng thất cục bộ, qui dẫn tổn thất áp suất cục bộ, m m Tổng độ dài Tổn thất áp Tổn thất áp tính suất riêng ma sát theo chiều dài ống, suất đoạn ống tính tốn, lệch độ cao đầu cuối đoạn ống tính tốn, Pa/m Pa m 10 11 toán đoạn ống, m Chênh áp suất tĩnh tính tốn thay đổi độ cao, Tổng tổn thất áp suất Pa đoạn ống tính toán 12 13 Hệ số tổn thất áp suất cục phụ kiện đoạn ống tính tốn 14 - Tổng tổn thất áp suất hệ thống… - Tổn thất áp suất thiết bị sử dụng xa hay lớn - Tổng hệ thống - So sánh kết tính tốn với giới hạn cho phép tiêu chuẩn (Nếu vượt giới hạn cho phép cần hiệu chỉnh đường kính ống dẫn tính lại đến khí tổn thất áp suất nằm giới hạn cho phép) Phụ lục G (tham khảo) Hệ số tổn thất áp lực cục số phụ kiện hệ thống khí đốt Chỗ có tổn thất áp lực cục Hệ số ổ Chỗ có tổn thất áp lực cục 15 20 25 32 40 ≥ 50 2,2 2,1 1,8 1,6 1,1 Thay đổi đường kính đột ngột 0,35 T- Đường kính 1** Van trụ 2 2 T- Có ống rẽ nhỏ 1,5** Van cầu 11 6 Chạc tư đường kính 2** Van hàm ếch 3 2,5 2,5 Chạc tư đường kính khác 3** Chú thích : *ổ tính cho phần ống có đường kính nhỏ * Cút 90 Hệ số ζ phụ thuộc đường kính trong, mm ** ổ tính cho đoạn ống có lưu lượng nhỏ Tên gọi loại van bảng